خلاصو: صفر سختي لچڪدار ٽنگ جي گردشي سختي تقريبن صفر آهي، جيڪا ان خرابي کي ختم ڪري ٿي ته عام لچڪدار ڪنگڻ کي ڊرائيونگ ٽورڪ جي ضرورت آهي، ۽ لچڪدار گرپرز ۽ ٻين شعبن تي لاڳو ٿي سگهي ٿو. اندروني ۽ ٻاهرئين انگن واري لچڪدار ڪنگڻ کي خالص ٽورڪ جي عمل هيٺ مثبت سختي سبسسٽم جي طور تي، ريسرچ منفي سختي ميڪانيزم ۽ مثبت ۽ منفي سختي سان ملندڙ صفر سختي لچڪدار ٽنگ ٺاهي سگھي ٿي. هڪ منفي سختي گردش ميڪانيزم پيش ڪريو——Crank اسپرنگ ميڪانيزم، ماڊل ۽ ان جي منفي سختي خاصيتن جو تجزيو ڪيو؛ مثبت ۽ منفي سختي سان ملائڻ سان، صفر سختي جي معيار تي کرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي ساخت جي ماپن جي اثر جو تجزيو ڪيو؛ تجويز ڪيل هڪ لڪير چشمي سان حسب ضرورت سختي ۽ سائيز سان——هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ، سختي جو ماڊل قائم ڪيو ويو ۽ محدود عنصر تخليق جي تصديق ڪئي وئي؛ آخرڪار، ٺهيل صفر سختي لچڪدار ڪنگ جي نموني جي ڊيزائن، پروسيسنگ ۽ جانچ مڪمل ڪئي وئي. امتحان جا نتيجا ڏيکاريا ويا ته: خالص torque جي عمل هيٺ،±18°گھمڻ واري زاوين جي حد ۾، صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جي گھمڻ واري سختي 93٪ گھٽ آھي ان جي اندرئين ۽ ٻاهرين انگن واري لچڪدار ڪنگ جي ڀيٽ ۾. تعمير ٿيل صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ هڪ ٺهيل ساخت ۽ اعلي معيار جي صفر سختي آهي؛ تجويز ڪيل منفي-سختي گردش ميڪانيزم ۽ لڪير دي اسپرنگ ۾ لچڪدار ميڪانيزم جي مطالعي لاءِ عظيم حوالو قدر آهي.

اڳڪٿي0

لچڪدار ڪنگڻ (بيرنگ)

^[1-2]

حرڪت، قوت ۽ توانائي کي منتقل ڪرڻ يا تبديل ڪرڻ لاء لچڪدار يونٽ جي لچڪدار خرابي تي انحصار، اهو وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو آهي صحت واري پوزيشن ۽ ٻين شعبن ۾. روايتي سخت بيرنگ جي مقابلي ۾، اتي هڪ بحالي لمحو آهي جڏهن لچڪدار ٽنگ گھمندو آهي. تنهن ڪري، ڊرائيو يونٽ کي ڊرائيو ڪرڻ لاء آئوٽ ٽوڪ فراهم ڪرڻ جي ضرورت آهي ۽ لچڪدار ٽنگ جي گردش کي برقرار رکڻ جي ضرورت آهي. صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ

^[3]

(Zero stiffness flexural pivot، ZSFP) هڪ لچڪدار روٽري جوائنٽ آهي جنهن جي گردشي سختي تقريبن صفر آهي. هن قسم جو لچڪدار ڪنگڻ اسٽروڪ رينج جي اندر ڪنهن به پوزيشن تي رهي سگهي ٿو، جنهن کي جامد توازن لچڪدار ڪنگ به چيو ويندو آهي.

^[4]

، گهڻو ڪري شعبن ۾ استعمال ٿيندا آهن جهڙوڪ لچڪدار گرپر.

لچڪدار ميڪانيزم جي ماڊلر ڊيزائن جي تصور جي بنياد تي، پوري صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ واري نظام کي مثبت ۽ منفي سختي جي ٻن سبسسٽمن ۾ ورهائي سگهجي ٿو، ۽ صفر-سخت نظام کي مثبت ۽ منفي سختي جي ميلاپ ذريعي محسوس ڪري سگهجي ٿو.

^[5]

. انهن مان، مثبت سختي جو سبسسٽم عام طور تي هڪ وڏو اسٽروڪ لچڪدار ڪنگ آهي، جهڙوڪ ڪراس ريڊ لچڪدار ڪنگڻ.

^[6-7]

، عام ٿيل ٽي-ڪراس ريڊ لچڪدار ڪنگڻ

^[8-9]

۽ اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ

^[10-11]

ديو. في الحال، لچڪدار ٽنگن تي تحقيق تمام گهڻا نتيجا حاصل ڪري چڪو آهي، تنهن ڪري، صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ کي ڊزائين ڪرڻ جي ڪنجي کي لچڪدار ڪنگڻ لاء مناسب منفي سختي ماڊلز سان ملائڻ آهي [3].

اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ (اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار پيوٽ، IORFP) سختي، درستي ۽ درجه حرارت جي رفتار جي لحاظ کان بهترين خاصيتون آهن. ملندڙ منفي سختي ماڊل صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جو تعميراتي طريقو مهيا ڪري ٿو، ۽ آخرڪار، صفر سختي لچڪدار ٽنگ جي ڊيزائن، نموني پروسيسنگ ۽ جانچ مڪمل ڪري ٿو.

1 کرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم

1.1 منفي سختي جي تعريف

سختي جي عام وصف K لچڪدار عنصر ۽ لاڳاپيل خرابي dx پاران پيدا ٿيندڙ لوڊ F جي وچ ۾ تبديلي جي شرح آهي.

K = dF/dx (1)

جڏهن لچڪدار عنصر جي لوڊ واڌ سان لاڳاپيل اخترتي واڌ جي نشاني جي سامهون آهي، اهو منفي سختي آهي. جسماني طور تي، منفي سختي لچڪدار عنصر جي جامد عدم استحڪام سان لاڳاپيل آهي

^[12]

.منفي سختي ميڪانيزم لچڪدار جامد توازن جي ميدان ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا. عام طور تي، منفي سختي واري ميڪانيزم ۾ هيٺيان خاصيتون آهن.

(1) ميکانيزم توانائي جي هڪ خاص مقدار کي محفوظ ڪري ٿو يا هڪ خاص خرابي کان گذري ٿو.

(2) ميڪانيزم هڪ نازڪ عدم استحڪام واري حالت ۾ آهي.

(3) جڏهن ميکانيزم ٿورڙو پريشان ٿئي ٿو ۽ توازن واري پوزيشن کي ڇڏي ٿو، اهو هڪ وڏي قوت جاري ڪري سگهي ٿو، جيڪا حرڪت جي ساڳئي طرف آهي.

1.2 تعميراتي اصول صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ

صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ کي مثبت ۽ منفي سختي جي ميلاپ کي استعمال ڪندي تعمير ڪري سگهجي ٿو، ۽ اصول تصوير 2 ۾ ڏيکاريل آهي.

(1) خالص ٽورڪ جي عمل هيٺ، اندروني ۽ ٻاهرئين انگن جي لچڪدار ڪنگڻ ۾ لڳ ڀڳ هڪ لڪير ٽوڪ-گرمڻ واري زاويه جو تعلق آهي، جيئن تصوير 2a ۾ ڏيکاريل آهي. خاص طور تي، جڏهن چونڪ واري نقطي ريڊ جي ڊيگهه جي 12.73٪ تي واقع آهي، ٽوڪ-گرمڻ واري زاويه جو تعلق لڪير آهي.

^[11]

هن وقت، بحالي واري لمحو Mpivot (گھڙي جي طرف جي طرف) لچڪدار ڪنگڻ جو تعلق بيئرنگ گھمڻ واري زاوي سان آهيθ(counterlockwise) تعلق آهي

Mpivot = (8EI/L)θ (2)

فارمولا ۾، E مواد جو لچڪدار ماڊيولس آهي، L ريڊ جي ڊيگهه آهي، ۽ I سيڪشن جي جڙت جو لمحو آهي.

(2) اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ جي گردش واري سختي ماڊل جي مطابق، منفي سختي گھمڻ واري ميڪانيزم سان ملائي وئي آهي، ۽ ان جي منفي سختي خاصيتون شڪل 2b ۾ ڏيکاريل آهن.

(3) منفي stiffness ميڪانيزم جي عدم استحڪام جي نظر ۾

^[12]

، صفر جي سختي لچڪدار ڪنگڻ جي سختي تقريبن صفر ۽ صفر کان وڌيڪ هجڻ گهرجي، جيئن تصوير 2c ۾ ڏيکاريل آهي.

1.3 کرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي تعريف

ادب جي مطابق [4]، هڪ صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ ٺاهي سگهجي ٿو اڳي خراب ٿيل اسپرنگ جي وچ ۾ هلندڙ سخت جسم ۽ لچڪدار ڪنگڻ جي مقرر سخت جسم جي وچ ۾. FIG ۾ ڏيکاريل اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ لاء. 1، هڪ اسپرنگ متعارف ڪرايو ويو آهي اندروني انگوزي ۽ ٻاهرئين انگوزي جي وچ ۾، يعني، هڪ اسپرنگ-ڪرينڪ ميڪانيزم (SCM) متعارف ڪرايو ويو آهي. تصوير 3 ۾ ڏيکاريل ڪرينڪ سلائڊر ميڪانيزم جي حوالي سان، ڪرانڪ اسپرنگ ميڪانيزم جا لاڳاپيل پيرا ميٽرس شڪل 4 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. ڪرينڪ-اسپرنگ ميڪانيزم هڪ کرينڪ ۽ اسپرنگ مان ٺهيل آهي (ڪ جي طور تي سختي مقرر ڪريو). شروعاتي زاويه ڪرانڪ AB ۽ بيس AC جي وچ ۾ شامل زاويه آھي جڏھن اسپرنگ خراب نه ٿئي. R ظاھر ڪري ٿو ڪرينڪ ڊگھائي، l ظاھر ڪري ٿو بنيادي ڊگھائي، ۽ بيان ڪري ٿو ڪرينڪ ڊگھائي جي تناسب کي r کان l، I .e. = r/l (0<<1).

ڪرينڪ-اسپرنگ ميڪانيزم جي تعمير لاءِ 4 پيرا ميٽرن جي تعين جي ضرورت آهي: بنيادي ڊگھائي l، ڪرينڪ جي ڊيگهه جو تناسب، شروعاتي زاويه ۽ بهار جي سختي K.

قوت هيٺ ڪرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي خرابي کي شڪل 5a ۾ ڏيکاريو ويو آهي، هن وقت M

_{& گاما؛}

عمل جي تحت، کرينڪ شروعاتي پوزيشن AB کان هلندو آهي

_بيٽا

AB ڏانهن رخ ڪريو

_{& گاما؛}

گھمڻ واري عمل دوران، افقي پوزيشن سان تعلق رکندڙ کرينڪ جو شامل زاوي

_{& گاما؛}

ڪرينڪ زاويه سڏيو وڃي ٿو.

قابليت جي تجزيي مان اهو ظاهر ٿئي ٿو ته کرينڪ AB کان گھمندو آهي (ابتدائي پوزيشن، ايم & گاما صفر) کان AB0 (“مئل پوائنٽ”مقام، ايم

_{& گاما؛}

صفر آهي)، ڪرينڪ-اسپرنگ ميڪانيزم ۾ خرابي آهي منفي سختي خاصيتن سان.

1.4 کرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي ٽوڪ ۽ گردش زاويه جي وچ ۾ تعلق

تصوير ۾. 5، ٽوڪ ايم & گاما clockwise مثبت آهي، crank زاويه & گاما مخالف گھڙي جي طرف مثبت آهي، ۽ لمحو لوڊ M هيٺ ڏنل نموني ۽ تجزيو ڪيو ويو آهي.

_{& گاما؛}

ڪڪڙ جي زاويه سان

_{& گاما؛}

ماڊلنگ جي عمل جي وچ ۾ تعلق طول و عرض آهي.

جيئن ته شڪل 5b ۾ ڏيکاريل آهي، ٽورڪ بيلنس برابري ڪرينڪ AB لاءِ & گاما درج ٿيل آهي.

فارمولا ۾، ايف & گاما بهار جي بحالي واري قوت آهي، ڊي & گاما ايف آهي & گاما اشارو A. فرض ڪريو ته بهار جي بي گھرڻ-لوڊ جو تعلق آهي

فارمولا ۾، K بهار جي سختي آهي (ضروري نه آهي ته هڪ مستقل قدر)،δ

x&گاما؛

بهار جي خرابي جي مقدار آهي (مثبت ۾ مختصر ڪيو ويو)،δ

x&گاما؛

=|B

_بيٽا

C| – |B

_{& گاما؛}

C|.

ساڳئي وقت قسم (3) (5)، لمحو M

_{& گاما؛}

ڪنڊ سان

_{& گاما؛}

تعلق آهي

1.5 کرينڪ-اسپرنگ ميڪانيزم جي منفي سختي جي خاصيتن جو تجزيو

کرينڪ-اسپرنگ ميڪانيزم جي منفي سختي خاصيتن جي تجزيي کي آسان ڪرڻ لاء (لمح M

_{& گاما؛}

ڪنڊ سان

_{& گاما؛}

تعلق)، اهو فرض ڪري سگهجي ٿو ته بهار ۾ هڪ لڪير مثبت سختي آهي، پوء فارمولا (4) کي ٻيهر لکي سگهجي ٿو

فارمولا ۾، Kconst ھڪڙو مستقل آھي صفر کان وڏو. لچڪدار ڪنگڻ جي ماپ کان پوء، بنياد جي ڊيگهه l پڻ مقرر ڪئي وئي آھي. تنهن ڪري، فرض ڪيو ته l هڪ مستقل آهي، فارمولا (6) ٻيهر لکي سگهجي ٿو جيئن

جتي Kconstl2 صفر کان مسلسل وڏو آهي، ۽ لمحن جي کوٽائي m & گاما هڪ طول و عرض آهي. کرينڪ-اسپرنگ ميڪانيزم جي منفي سختي خاصيتن کي حاصل ڪري سگهجي ٿو torque coefficient m جي وچ ۾ تعلق جو تجزيو ڪندي. & گاما ۽ گردش زاويه & گاما

مساوات (9) مان، شڪل 6 ڏيکاري ٿو شروعاتي زاويه =π م جي وچ ۾ تعلق & گاما ۽ ڪرينڪ جي ڊيگهه جو تناسب ۽ گردش زاويه & گاما؛ & isin؛ [0.1, 0.9]،& گاما& isin؛ [0, π]. شڪل 7 م جي وچ ۾ تعلق ڏيکاري ٿو & گاما ۽ گردش زاويه & گاما لاءِ = 0.2 ۽ مختلف. شڪل 8 ڏيکاري ٿو =π جڏهن، مختلف تحت، وچ ۾ تعلق م & گاما ۽ زاويه & گاما

ڪرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي وصف مطابق (سيڪشن 1.3) ۽ فارمولا (9)، جڏهن ڪ ۽ ايل مستقل آهن، م & گاما صرف زاويه سان لاڳاپيل & گاما؛، ڪرينڪ ڊگھائي تناسب ۽ ڪنڪ جي شروعاتي زاويه.

(1) جيڪڏهن ۽ صرف جيڪڏهن & گاما 0 يا برابر آهيπ يا، م & گاما صفر جي برابر آهي؛ & گاما & isin؛ [0، ]، م & گاما صفر کان وڏو آهي؛ & گاما & ۾ آهي؛[،π]،م & گاما صفر کان گهٽ. & isin؛ [0، ]، م & گاما صفر کان وڏو آهي؛ & گاما& ۾ آهي؛[،π]،م & گاما صفر کان گهٽ.

(2) & گاما جڏهن [0، ]، گردش زاويه & گاما وڌائي ٿو، م & گاما صفر کان انفليڪشن پوائنٽ زاويه تائين وڌائي ٿو & گاما؛ 0 وڌ ۾ وڌ قدر m وٺندو آهي & گاما؛ وڌ ۾ وڌ، ۽ پوءِ آهستي آهستي گھٽجي ٿو.

(3) منفي سختي جي خاصيت واري حد جي ڪرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم: & گاما& isin؛ [0, & گاما؛ 0]، هن وقت & گاما وڌائي ٿو (گھڙي جي مخالف طرف)، ۽ ٽوڪ M & گاما وڌائي ٿو (گھڙي جي طرف). انفڪشن پوائنٽ زاويه & گاما؛ 0 ڪرانڪ-اسپرنگ ميڪانيزم جي منفي سختي جي خصوصيت جو وڌ ۾ وڌ گھمڻ وارو زاويه آهي ۽ & گاما0 & isin؛ [0، ]؛ م & گاما؛ وڌ ۾ وڌ منفي لمحن جي گنجائش آهي. ڏنو ويو ۽، مساوات جو نڪتل (9) پيداوار & گاما0

(4) وڏو ابتدائي زاويه، & گاما وڏو 0، م

_{& گاما؛ وڌ ۾ وڌ}

وڏو.

(5) وڏي ڊگھائي تناسب، & گاما ننڍو 0، م

_{& گاما؛ وڌ ۾ وڌ}

وڏو.

خاص طور تي، =πکرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي منفي سختي جون خاصيتون بهترين آهن (منفي سختي واري زاويه جي حد وڏي آهي، ۽ ٽوڪ جيڪو مهيا ڪري سگهجي ٿو اهو وڏو آهي). =πساڳئي وقت، مختلف حالتن هيٺ، وڌ ۾ وڌ گردش زاويه & گاما منفي سختي جي خصوصيت جي ڪرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم؛ 0 ۽ وڌ ۾ وڌ منفي torque ڪوئفيسيٽ م & گاما وڌ ۾ وڌ جدول 1 ۾ ڏنل آهي.

2 صفر سختي لچڪدار ٽنگ جي تعمير

2.1 جي مثبت ۽ منفي سختي جو ميلاپ تصوير 9 ۾ ڏيکاريو ويو آهي، n(n 2) متوازي کرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جا گروهه هڪجهڙائي سان ورهايل آهن فريم جي چوڌاري، هڪ منفي سختي ميڪانيزم ٺاهيندي جيڪا اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ سان ملائي ٿي.

اندروني ۽ ٻاهرئين انگن واري لچڪدار ڪنگڻ کي مثبت سختي سبسسٽم جي طور تي استعمال ڪندي، هڪ صفر سختي لچڪدار ڪنگ ٺاهيو. صفر سختي حاصل ڪرڻ لاء، مثبت ۽ منفي سختي سان ملائي

گڏوگڏ (2)، (3)، (6)، (11)، ۽ & گاما؛=θ، لوڊ F & بهار جي گاما حاصل ڪري سگهجي ٿو؛ ۽ بي گھرڻδx جو تعلق & گاما آهي

سيڪشن 1.5 جي مطابق، کرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي منفي سختي زاوي جي حد: & گاما& isin؛ [0, & گاما؛ 0] ۽ & گاما0 & isin؛ [0، ]، صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جو اسٽروڪ کان گهٽ هوندو & گاما؛ 0، I.e. بهار هميشه خراب حالت ۾ آهي (δx&گاما؛&ne؛0). اندروني ۽ ٻاهرين انگوزي لچڪدار ٽنگ جي گردش جي حد آهي±0.35 ريڊ (±20°)، trigonometric افعال گناهه کي آسان بڻائي ٿو & گاما ۽ cos & گاما هن ريت

آسان ڪرڻ کان پوء، بهار جي لوڊ-ڊسپليشن جو تعلق

2.2 غلطي جو تجزيو مثبت ۽ منفي سختي سان ملندڙ ماڊل

مساوات جي آسان علاج جي ڪري غلطي جو اندازو لڳايو (13). صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جي حقيقي پروسيسنگ پيٽرولن جي مطابق (سيڪشن 4.2): n = 3، l = 40mm، =π, = 0.2,E = 73 GPa؛ اندروني ۽ ٻاهرئين انگن جي طول و عرض لچڪدار هنج ريڊ L = 46mm، T = 0.3mm، W = 9.4mm؛ مقابلي جا فارمولا (12) ۽ (14) لوڊ بي گھرڻ واري رشتي کي آسان ڪن ٿا ۽ اڳين ۽ پوئين اسپرنگس جي لاڳاپا غلطي کي ترتيب ڏيو جيئن ترتيب ڏنل شڪل 10a ۽ 10b ۾ ڏيکاريل آهي.

جيئن تصوير 10 ۾ ڏيکاريل آهي، & گاما 0.35 rad کان گھٽ آھي (20°)، لوڊ-ڊسپليسمينٽ وکر کي آسان علاج جي ڪري لاڳاپو غلطي 2.0٪ کان وڌيڪ نه آهي، ۽ فارمولا

(13) جو آسان علاج صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جي تعمير لاءِ استعمال ٿي سگھي ٿو.

2.3 بهار جي سختي جون خاصيتون

فرض ڪيو ته بهار جي سختي K آهي، هڪ ئي وقت (3)، (6)، (14)

صفر سختي لچڪدار ڪنگ (سيڪشن 4.2) جي اصل پروسيسنگ پيٽرولن جي مطابق، زاويه سان بهار جي سختي K جي تبديلي وکر & گاما تصوير 11 ۾ ڏيکاريل آهي. خاص طور تي، جڏهن & گاما؛ = 0، K گھٽ ۾ گھٽ قيمت وٺندو آهي.

ڊيزائن ۽ پروسيسنگ جي سهولت لاء، بهار هڪ لڪير مثبت سختي بهار کي اپنائڻ، ۽ سختي Kconst آهي. پوري اسٽروڪ ۾، جيڪڏهن صفر سختي لچڪدار ٽنگ جي ڪل سختي صفر کان وڌيڪ يا برابر آهي، Kconst کي K جي گھٽ ۾ گھٽ قيمت وٺڻ گهرجي.

مساوات (16) لڪير مثبت سختي بهار جي سختي جي قيمت آهي جڏهن صفر سختي لچڪدار ٽنگ ٺاهيندي. 2.4 صفر سختي جي معيار جو تجزيو تعمير ٿيل صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جو لوڊ-ڊسپليسمينٽ تعلق آهي.

ساڳئي وقت فارمولا (2)، (8)، (16) حاصل ڪري سگھجن ٿا

صفر سختي جي معيار کي جانچڻ لاءِ، منفي سختي ماڊل کي شامل ڪرڻ کان اڳ ۽ بعد ۾ لچڪدار ٽنگ جي سختي جي گھٽتائي واري حد کي صفر سختي جي معيار جي کوٽ جي طور تي بيان ڪيو ويو آهي.η

η 100٪ جي ويجهو، صفر جي سختي جو اعلي معيار. شڪل 12 آهي 1-η کرينڪ ڊگھائي تناسب ۽ شروعاتي زاوي سان تعلق η اهو متوازي کرينڪ-اسپرنگ ميڪانيزم جي نمبر n ۽ بيس جي ڊگھائي l کان آزاد آهي، پر صرف ڪرانڪ جي ڊيگهه جي تناسب سان لاڳاپيل آهي، گردش زاويه & گاما ۽ شروعاتي زاويه.

(1) شروعاتي زاويه وڌائي ٿو ۽ صفر سختي جي معيار کي بهتر بڻائي ٿو.

(2) ڊيگهه جو تناسب وڌي ٿو ۽ صفر سختي جي معيار گھٽجي ٿي.

(3) زاويه & گاما وڌي ٿو، صفر سختي جي معيار گھٽجي ٿي.

صفر سختي لچڪدار ٽنگ جي صفر سختي جي معيار کي بهتر ڪرڻ لاء، شروعاتي زاوي کي وڏي قيمت وٺڻ گهرجي؛ ڪرين جي ڊيگهه جو تناسب ممڪن طور تي ننڍو هجڻ گهرجي. ساڳئي وقت، سيڪشن 1.5 ۾ تجزيو نتيجن جي مطابق، جيڪڏهن تمام ننڍو آهي، منفي سختي مهيا ڪرڻ لاء کرينڪ-اسپرنگ ميڪانيزم جي صلاحيت ڪمزور ٿي ويندي. صفر سختي واري لچڪدار ٽنگ جي صفر سختي جي معيار کي بهتر ڪرڻ لاءِ، شروعاتي زاويه =π, crank length ratio = 0.2، يعني سيڪشن 4.2 صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جا حقيقي پروسيسنگ پيٽرول.

صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ (سيڪشن 4.2) جي اصل پروسيسنگ پيٽرولن جي مطابق، اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي جي لچڪدار ڪنگڻ ۽ صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جي وچ ۾ ٽوڪ-زاوي جو تعلق تصوير 13 ۾ ڏيکاريو ويو آهي؛ سختي ۾ گهٽتائي صفر سختي جي معيار جي گنجائش آهيηڪني سان تعلق & گاما تصوير 14 ۾ ڏيکاريل آهي. شڪل 14 پاران: 0.35 ريڊ ۾ (20°) گھمڻ جي حد، صفر جي سختي لچڪدار ڪنگڻ جي سختي گھٽجي وئي آھي سراسري طور تي 97٪؛ 0.26 ريڊ (15°) ڪنارن، ان کي 95٪ گھٽايو ويو آهي.

3 لڪير مثبت سختي بهار جي ڊيزائن

صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جي تعمير عام طور تي لچڪدار ڪنگڻ جي سائيز ۽ سختي جي تعين ڪرڻ کان پوءِ ٿيندي آهي، ۽ پوءِ بهار جي سختيءَ کي ڪرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم ۾ ڦيرايو ويندو آهي، تنهنڪري بهار جي سختي ۽ سائيز جون گهرجون نسبتاً سخت هونديون آهن. ان کان علاوه، ابتدائي زاويه =πشڪل 5a مان، صفر جي سختي واري لچڪدار ڪنگڻ جي گردش دوران، چشمو هميشه دٻايل حالت ۾ هوندو آهي، يعني“کمپريشن بهار”.

روايتي کمپريشن اسپرنگس جي سختي ۽ سائيز کي صحيح طور تي ترتيب ڏيڻ ڏکيو آهي، ۽ هڪ گائيڊ ميڪانيزم اڪثر ايپليڪيشنن ۾ گهربل آهي. تنهن ڪري، هڪ چشمو جنهن جي سختي ۽ سائيز کي ترتيب ڏئي سگهجي ٿو تجويز ڪيل آهي——هيرن جي شڪل واري بهار جي تار. هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ (شڪل 15) ڪيترن ئي هيرن جي شڪل جي پتي جي اسپرنگس مان ٺهيل آهي جيڪو سيريز ۾ ڳنڍيل آهي. ان ۾ خاصيتون آهن مفت ساخت جي ڊيزائن ۽ اعليٰ درجي جي حسب ضرورت. ان جي پروسيسنگ ٽيڪنالاجي لچڪدار ڪنگڻ سان مطابقت رکي ٿي، ۽ ٻئي پروسيسنگ تار جي ڪٽڻ سان ٿينديون آهن.

3.1 هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ جو لوڊ-ڊسپليسمينٽ ماڊل

رومبڪ ليف اسپرنگ جي سميٽري جي ڪري، صرف هڪ پتي جي بهار کي دٻاءُ جي تجزيي جي تابع ڪرڻ جي ضرورت آهي، جيئن تصوير 16 ۾ ڏيکاريل آهي. α ريڊ ۽ افقي جي وچ ۾ زاويه آهي، ريڊ جي ڊيگهه، ويڪر ۽ ٿلهي ترتيب سان Ld، Wd، Td آهن، f rhombus پتي جي چشمي تي طول و عرض سان متحد لوڊ آهي،δy y رخ ۾ rhombic leaf spring جي deformation آهي، fy ۽ moment m هڪجهڙائي واري ريڊ جي پڇاڙيءَ تي هڪجهڙا لوڊ آهن، fv ۽ fw wov ڪوآرڊينيٽ سسٽم ۾ fy جون جز قوتون آهن.

AWTAR[13] جي بيم ڊيفارميشن ٿيوري موجب، سنگل ريڊ جي طول و عرض سان متحد لوڊ-ڊسپليسمينٽ تعلق

ريڊ تي سخت جسم جي رڪاوٽ جي رشتي جي ڪري، ريڊ جي آخري زاويه جي خراب ٿيڻ کان اڳ ۽ بعد ۾ صفر آهي، يعنيθ = 0. گڏوگڏ (20) (22)

مساوات (23) رومبڪ ليف اسپرنگ جو لوڊ-ڊسپليسمينٽ ڊيمينشنل يونيفيڪيشن ماڊل آهي. n2 rhombic ليف اسپرنگز سيريز ۾ ڳنڍيل آهن، ۽ ان جي لوڊ-ڊسپليسمينٽ ماڊل آهي.

فارمولا کان (24)، جڏهنαجڏهن d ننڍو هوندو آهي، ته هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ جي سختي عام طول و عرض ۽ عام لوڊن جي هيٺان لڳ ڀڳ لڪير هوندي آهي.

3.2 ماڊل جي مڪمل عنصر تخليق جي تصديق

هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ جي لوڊ-ڊسپليسمينٽ ماڊل جي محدود عنصر جي تخليق جي تصديق ڪئي وئي آهي. ANSYS Mechanical APDL 15.0 استعمال ڪندي، سموليشن پيرا ميٽرز ٽيبل 2 ۾ ڏيکاريا ويا آهن، ۽ 8 N جو پريشر هيرن جي شڪل واري پتي جي چشمي تي لاڳو ڪيو ويو آهي.

ماڊل جي نتيجن جي وچ ۾ مقابلو ۽ rhombus پتي جي اسپرنگ لوڊ-ڊسپليسمينٽ لاڳاپن جي تخليقي نتيجن کي تصوير ۾ ڏيکاريو ويو آهي. 17 (dimensionalization). 4 rhombus leaf springs with different inlination angles، ماڊل جي وچ ۾ لاڳاپو نقص ۽ محدود عنصر سموليشن نتيجن 1.5٪ کان وڌيڪ نه آهي. ماڊل (24) جي صحيحيت ۽ درستگي جي تصديق ڪئي وئي آهي.

4 ڊيزائن ۽ ٽيسٽ صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ

4.1 صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جو پيٽرولر ڊيزائن

صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ کي ڊزائين ڪرڻ لاءِ، لچڪدار ڪنگڻ جي ڊيزائن جي ماپن کي پھريائين سروس جي شرطن جي مطابق طئي ڪيو وڃي، ۽ پوءِ ڪرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي لاڳاپيل پيرا ميٽرن کي الٽي حساب سان لڳايو وڃي.

4.1.1 لچڪدار هنج پيٽرولر

اندروني ۽ ٻاهرئين انگن واري لچڪدار ڪنگڻ جي چوڪ واري نقطي ريڊ جي ڊيگهه جي 12.73٪ تي واقع آهي، ۽ ان جا پيرا ميٽر ٽيبل 3 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. مساوات (2) ۾ تبديل ڪندي، اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ جي ٽوڪ-گرمڻ واري زاويه جو تعلق آهي

4.1.2 ناڪاري سختي ميڪانيزم جي ماپ

جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي. 18، ڪرانڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي نمبر n کي 3 جي متوازي ۾ کڻڻ سان، ڊيگهه l = 40 ملي ميٽر لچڪدار ڪنگڻ جي ماپ سان طئي ڪيو ويندو آهي. سيڪشن 2.4 جي نتيجي جي مطابق، شروعاتي زاوي =π, crank جي ڊيگهه تناسب = 0.2. مساوات (16) جي مطابق، بهار جي سختي (I .e. هيرن جي پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ) آهي Kconst = 558.81 N/m (26)

4.1.3 هيرن جي پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ پيٽرولر

l = 40mm، =π, = 0.2، چشمي جي اصل ڊيگهه 48mm آهي، ۽ وڌ ۾ وڌ خرابي (& گاما؛ = 0) 16mm آهي. ساخت جي حدن جي ڪري، هڪ واحد رومبس جي پتي جي چشمي لاءِ ايتري وڏي خرابي پيدا ڪرڻ مشڪل آهي. سيريز ۾ چار رومبس ليف اسپرنگ استعمال ڪندي (n2 = 4)، هڪ واحد رومبس ليف اسپرنگ جي سختي

Kd=4Kconst=2235.2 N/m (27)

ناڪاري سختي واري ميڪانيزم جي ماپ (شڪل 18) جي مطابق، هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ جي ريڊ جي ڊيگهه، ويڪر ۽ ريڊ جي جھڪڻ واري زاوي کي ڏنو ويو آهي، ريڊ کي فارمولا (23) ۽ سختي فارمولا (27) مان ڪڍي سگهجي ٿو. هيرن جي شڪل واري پتي جي بهار جي ٿلهي. rhombus leaf springs جا ساختي معيار جدول 4 ۾ ڏنل آهن.

مٿاڇري4

تت ۾، صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ جا پيرا ميٽرز ڪرانڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي بنياد تي طئي ڪيا ويا آهن، جيئن جدول 3 ۽ جدول 4 ۾ ڏيکاريل آهي.

4.2 صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جي نموني جي ڊيزائن ۽ پروسيسنگ لچڪدار ڪنگڻ جي پروسيسنگ ۽ جانچ جي طريقي لاءِ ادب [8] ڏانهن رجوع ڪريو. صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ هڪ منفي سختي ميڪانيزم ۽ متوازي ۾ هڪ اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ٽنگ تي مشتمل آهي. ساخت جي جوڙجڪ شڪل 19 ۾ ڏيکاريل آهي.

ٻئي اندريون ۽ ٻاهريون رنگ لچڪدار ڪنگڻ ۽ هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ کي درست تار ڪٽڻ واري مشين جي اوزارن ذريعي پروسيس ڪيو ويندو آهي. اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ کي پروسيس ڪيو ويو آهي ۽ تہن ۾ گڏ ڪيو ويو آهي. شڪل 20 هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ تارن جي ٽن سيٽن جي جسماني تصوير آهي، ۽ شڪل 21 جمع ٿيل صفر-سختي آهي، لچڪدار ڪنگ جي نموني جي جسماني تصوير.

4.3 صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جو گردشي سختي ٽيسٽ پليٽ فارم [8] ۾ گردشي سختي ٽيسٽ جي طريقي جو حوالو ڏيندي، صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جو گردشي سختي ٽيسٽ پليٽ فارم ٺاهيو ويو آهي، جيئن تصوير 22 ۾ ڏيکاريل آهي.

4.4 تجرباتي ڊيٽا پروسيسنگ ۽ غلطي جو تجزيو

اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ جي گردش واري سختي ۽ صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ کي ٽيسٽ پليٽ فارم تي آزمايو ويو، ۽ امتحان جا نتيجا شڪل 23 ۾ ڏيکاريا ويا آهن. فارمولا (19) جي مطابق صفر سختي جي معيار واري وکر کي صفر سختي لچڪدار ڪنگ جي حساب سان ٺاھيو ۽ ٺاھيو، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آھي. 24.

امتحان جا نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته صفر سختي لچڪدار ٽنگ جي گردش واري سختي صفر جي ويجهو آهي. اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ جي مقابلي ۾، صفر سختي لچڪدار ڪنگ±0.31 ريڊ (18°) سختي 93٪ جي اوسط کان گھٽجي وئي؛ 0.26 ريڊ (15°)، سختي 90 سيڪڙو گهٽجي وئي آهي.

جيئن ته شڪل 23 ۽ 24 ۾ ڏيکاريل آهي، اڃا تائين صفر سختي جي معيار جي امتحان جي نتيجن ۽ نظرياتي ماڊل جي نتيجن جي وچ ۾ هڪ خاص فرق آهي (لاڳاپيل غلطي 15٪ کان گهٽ آهي)، ۽ غلطي جا بنيادي سبب هن ريت آهن.

(1) ماڊل جي غلطي ٽريگونوميٽرڪ ڪمن جي سادگي جي ڪري ٿي.

(2) ڇڪتاڻ. هيرن جي پتي جي اسپرنگ تار ۽ چڙهندڙ شافٽ جي وچ ۾ رگڙ آهي.

(3) پروسيسنگ جي غلطي. ريڊ جي اصل سائيز ۾ غلطيون آهن، وغيره.

(4) اسيمبلي جي غلطي. هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ جي انسٽاليشن سوراخ ۽ شافٽ جي وچ ۾ خال، ٽيسٽ پليٽ فارم ڊيوائس جي انسٽاليشن گيپ وغيره.

4.5 هڪ عام صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ سان ڪارڪردگي جو مقابلو ادب ۾ [4]، هڪ صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ ZSFP_CAFP هڪ ڪراس-محور لچڪدار پيوٽ (CAFP) استعمال ڪندي ٺاهيو ويو، جيئن تصوير 25 ۾ ڏيکاريل آهي.

صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جو مقابلو ZSFP_IORFP (تصوير. 21) ۽ ZSFP_CAFP (تصوير. 25) اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ استعمال ڪندي ٺهيل

(1) ZSFP_IORFP، ساخت وڌيڪ ٺهيل آهي.

(2) ZSFP_IORFP جي ڪنڊ رينج ننڍو آهي. ڪنڊ جي حد محدود آهي ڪنڊ جي حد تائين لچڪدار هنج جي پاڻ ۾؛ ZSFP_CAFP جي ڪنڊ رينج80°, ZSFP_IORFP ڪنڊ رينج40°.

(3) ±18°ڪنڊن جي حد ۾، ZSFP_IORFP صفر سختي جي اعلي معيار آهي. ZSFP_CAFP جي سراسري سختي 87٪ گھٽجي وئي آھي، ۽ ZSFP_IORFP جي سراسري سختي 93٪ گھٽجي وئي آھي.

نتيجو5

خالص ٽارڪ جي اندرين ۽ ٻاهرئين حلقن جي لچڪدار ڪنگ کي مثبت سختي واري نظام جي طور تي کڻڻ، صفر-سختي لچڪدار ڪنگڻ جي تعمير لاءِ هيٺين ڪم ڪيو ويو آهي.

(1) هڪ منفي سختي گردش ميڪانيزم پيش ڪريو——ڪرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم لاءِ، هڪ ماڊل (فارمولا (6)) قائم ڪيو ويو هو ته ان جي منفي سختي جي خاصيتن تي ساخت جي ماپن جي اثر جو تجزيو ڪرڻ لاءِ، ۽ ان جي منفي سختي جي خاصيتن جي حد ڏني وئي هئي (ٽيبل 1).

(2) مثبت ۽ ناڪاري سختين کي ملائڻ سان، کرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم (مساوات (16)) ۾ بهار جي سختي جون خاصيتون حاصل ڪيون وينديون آهن، ۽ ماڊل (مساوات (19)) قائم ڪئي ويندي آهي ساخت جي ماپن جي اثر جو تجزيو ڪرڻ لاءِ. جي ڪرينڪ اسپرنگ ميڪانيزم جي صفر سختي جي معيار تي صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جو اثر، نظرياتي طور تي، اندروني ۽ ٻاهرئين حلقن جي لچڪدار ڪنگڻ جي دستيابي اسٽروڪ جي اندر (±20°)، سختي ۾ اوسط گھٽتائي 97٪ تائين پهچي سگھي ٿو.

(3) هڪ حسب ضرورت سختي پيش ڪريو“بهار”——هڪ هيرن جي شڪل واري پتي جي اسپرنگ اسٽرنگ کي ان جي سختي ماڊل (مساوات (23)) قائم ڪرڻ لاءِ قائم ڪيو ويو ۽ محدود عنصر جي طريقي سان تصديق ڪئي وئي.

(4) مڪمل ڪيو ويو ڊيزائن، پروسيسنگ ۽ ٽيسٽنگ هڪ ڪمپيڪٽ صفر سختي لچڪدار ڪنگ نموني جي. امتحان جا نتيجا ڏيکاريا آهن ته: خالص torque جي عمل هيٺ36°گھمڻ واري زاوين جي حد ۾، اندروني ۽ ٻاهرئين انگوزي لچڪدار ڪنگڻ جي مقابلي ۾، صفر جي سختي لچڪدار ٽنگ جي سختي اوسط تي 93٪ گھٽجي ويندي آهي.

تعمير ٿيل صفر سختي لچڪدار ٽنگ صرف خالص ٽوڪ جي عمل هيٺ آهي، جيڪو محسوس ڪري سگهي ٿو“صفر سختي”, بيئرنگ پيچيده لوڊشيڊنگ حالتن جي صورت ۾ غور ڪرڻ کان سواء. تنهن ڪري، پيچيده لوڊ جي حالتن هيٺ صفر سختي لچڪدار ٽنگ جي تعمير وڌيڪ تحقيق جو مرڪز آهي. ان کان علاوه، صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ جي حرڪت دوران موجود رگڙ کي گهٽائڻ صفر سختي لچڪدار ڪنگڻ لاءِ هڪ اهم اصلاح جي هدايت آهي.

حوالا

[1] HOWELL L L. تعميل ميڪانيزم[M]. نيو يارڪ: جان ولي&سنز، Inc، 2001.

[2] يو جينگ جون، پي سو، بي شوشينگ وغيره. لچڪدار ٽنگ ميڪانيزم جي ڊيزائن جي طريقن تي تحقيق جي ترقي [J]. چيني جرنل آف ميڪيڪل انجنيئرنگ، 2010، 46(13):2-13. يو جن چيمپيئن، PEI X U، BIS ڪال، ETA مٿي. لچڪدار ميڪانيزم لاءِ جديد ترين ڊيزائن جو طريقو[J]. جرنل آف ميڪيڪل انجنيئرنگ، 2010، 46(13):2-13.

[3] مورش ايف ايم، هيرڊر جي ايل. ھڪڙي عام زيرو سختي جي تعميل جوائنٽ جو ڊيزائن[C]// ASME انٽرنيشنل ڊيزائن انجنيئرنگ ڪانفرنس. 2010:427-435.

[4] مريم اي جي، هاويل ايل ايل. گردشي لچڪدارن جي جامد توازن لاءِ غير طول و عرض [J]. ميڪانيزم & مشين ٿيوري، 2015، 84(84):90-98.

[5] HOETMER K، Woo G، Kim C، et al. ناڪاري سختي بلڊنگ بلاڪس لاءِ جامد طور تي متوازن تعميل ميڪانيزم: ڊيزائن ۽ ٽيسٽنگ [J]. جرنل آف ميڪانيزم & روبوٽڪس، 2010، 2(4):041007.

[6] جينسن بي ڊي، هاويل ايل ايل. ڪراس-محور لچڪدار محور جي ماڊلنگ [J]. ميکانيزم ۽ مشين ٿيوري، 2002، 37(5):461-476.

[7] WITTRICK W H. ڪراس ٿيل لچڪدار محور جا خاصيتون ۽ ان نقطي جو اثر جنهن تي پٽيون پار ٿيون[J]. ايئرونٽيڪل ٽه ماهي، 1951، II: 272-292.

[8] l IU l، BIS، yang Q، ETA. الٽرا-پريزيئن آلات تي لاڳو ٿيل عام ٽرپل-ڪراس-اسپرنگ فليڪس پيوٽس جو ڊزائين ۽ تجربو[J]. سائنسي اوزارن جو جائزو، 2014، 85(10): 105102.

[9] يانگ قزي، ليو لانگ، بي شوشينگ وغيره. عام ٽن-ڪراس ريڊ لچڪدار ڪنگڻ جي گردش واري سختي خاصيتن تي تحقيق[J]. چيني جرنل آف ميڪيڪل انجنيئرنگ، 2015، 51(13): 189-195.

yang Q I لفظ، l IU Lang، BIS آواز، ETA. عام ٽرپل-ڪراس-اسپرنگ فليڪس پيوٽس جي گردش واري سختي جي خاصيت[J]. جرنل آف ميڪيڪل انجنيئرنگ، 2015، 51(13):189-195.

[10] l IU l، Zhao H، BIS، ETA. ڪراس-اسپرنگ فليڪسرل پيوٽس جي ٽوپولوجي اسٽرڪچر جي ڪارڪردگي جي مقابلي ۾ تحقيق 17–20، 2014، بفيلو، نيو يارڪ، آمريڪا. ASME, 2014 : V05AT08A025.

[11] l IU l، BIS، yang Q. اندروني سختي جون خاصيتون–الٽرا-پريزيئن آلات تي لاڳو ٿيل ٻاهرين انگوزي لچڪدار محور[J]. آرڪائيو پروسيسنگ آف دي انسٽيٽيوٽ آف مڪينيڪل انجنيئرز پارٽ سي جرنل آف ميڪيڪل انجنيئرنگ سائنس 1989-1996 (جلد 203-210)، 2017:095440621772172.

[12] SANCHEZ J A G. تعميل ميڪانيزم جي جامد توازن لاءِ معيار[C]// ASME 2010 انٽرنيشنل ڊيزائن انجنيئرنگ ٽيڪنيڪل ڪانفرنسز ۽ ڪمپيوٽر ۽ انفارميشن ان انجنيئرنگ ڪانفرنس، آگسٽ 15–18، 2010، مونٽريال، ڪيوبيڪ، ڪئناڊا. ASME, 2010:465-473.

[13] اوتار ايس، سين ايس. ٻه طرفي بيم فليڪسرز لاءِ هڪ عام پابندي وارو ماڊل: نان لائنر اسٽرين انرجي فارموليشن[J]. جرنل آف ميڪيڪل ڊيزائن، 2010، 132: 81009.

ليکڪ بابت: Bi Shusheng (لاڳاپيل ليکڪ)، مرد، 1966 ۾ ڄائو، ڊاڪٽر، پروفيسر، ڊاڪٽري سپروائيزر. هن جي بنيادي تحقيق جي هدايت مڪمل طور تي لچڪدار ميڪانيزم ۽ بايونڪ روبوٽ آهي.